实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法、发生器及电刀技术方案

本发明专利技术揭示了一种实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法、发生器及电刀，包括但不限于输出电压、输出电流，通过初始电压电流相位差值和初始阻抗值来确认双极刀具两个电极之间是否有效夹持组织；根据预定功率变化轨迹调整输出功率，直到组织阻抗值达到目标变化特征；根据预定电压变化轨迹调整输出能量，直到组织阻抗值达到结束阻抗阈值；判断在预定时间内组织阻抗值不低于保持阻抗阈值。本发明专利技术的有益效果主要体现在：综合考虑基频及二次谐波的阻抗和相位差等参数，通过计算得到更为准确的实际电压电流相位差值和实际组织阻抗值，以此为基础实现组织闭合过程更加精确的控制。为基础实现组织闭合过程更加精确的控制。为基础实现组织闭合过程更加精确的控制。

【技术实现步骤摘要】
实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法、发生器及电刀
[0001]分案申请说明
[0002]本申请是申请日为2022年5月5日、申请号为202210482325.2、名称为“一种高频电刀组织闭合方法、系统、发生器及高频电刀”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术涉及手术器械
，具体地涉及一种实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法、发生器及电刀。

技术介绍

[0004]高频电刀是通过电能对组织进行密封的医疗器械，通常包括被配置用于双极或单极操作的远侧安装的端部执行器。在双极操作期间，电流通过端部执行器的作用电极和返回电极穿过组织。在单极操作期间，电流通过端部执行器的作用电极和单独设置在患者身体上的返回电极穿过组织。由流过组织的电流所产生的热可在组织内和/或在组织之间形成止血密封，并因此可适用于组织闭合。
[0005]高频电刀输出信号频率一般高于100KHz，可以避免对人体肌肉和神经产生刺激，发生器通过控制输出信号的功率和功率因数来控制手术效果，一般来说功率因数越高，电凝效果越好，输出的峰值电压也为更高。高频电刀系统中具有多组电压和电流传感器，实时采样输出的电压和电流信号，控制器对采样得到的电压电流信号进行处理，得到阻抗和相位等控制参数，根据这些控制参数对实时输出功率进行控制。
[0006]实际手术过程中由于实际复杂的手术环境，包括温度、血液、体液渗透、周围组织、刀具状态等因素的影响，导致电路以及组织存在变化的寄生电感、寄生电容，实际输出的反馈信号可能偏离理想的正弦信号，存在比较复杂的高频谐波，从而导致通过单一FFT等算法直接计算得到的实际组织阻抗值或者实际电压电流相位差值非常不准确。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法、发生器及电刀。
[0008]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0009]一种实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法，包括如下步骤，
[0010]实时采样输出系统的输出参数，
[0011]实时计算高频电刀输出系统的实际电压电流相位差值θ和实际组织阻抗值Z。
[0012]优选的，所述“实时计算高频电刀输出系统的实际电压电流相位差值θ”的具体步骤为，
[0013]通过均值计算算法或过零比较算法计算出参考相位差值θ
ref
，
[0014]通过Goertzel算法或者FFT算法计算输出信号基频相位差值θ1以及2倍频的二次谐波的相位差值θ2，
[0015]根据所述基频相位差值θ1以及二次谐波的相位差值θ2采用公式1加权平均值得到实际电压电流相位差值θ，加权系数根据基频相位差值θ1以及二次谐波的相位差值θ2采用公式2和公式3计算得到，
[0016]θ＝w
θ1
θ1+w
θ2
θ2【公式1】；
[0017][0018][0019]其中，w
θ1
和w
θ2
为权重系数。
[0020]优选的，所述“通过均值计算算法计算出参考相位差值θ
ref”具体为：
[0021]提供实时采样的输出系统的输出参数；
[0022]根据所述输出参数计算实时电压有效值V
rms
、电流有效值I
rms
、以及有效功率值P
rms
；
[0023]根据公式4计算得到参考相位差值θ
ref
；
[0024][0025]优选的，所述“通过过零比较算法计算出参考相位差值θ
ref”具体为：
[0026]提供实时采样的输出系统的输出参数，从中得到采样电压过零点相位差值θ
V
、电流过零点相位差值θ
I
；
[0027]根据公式5计算得到参考相位差值θ
ref
；
[0028]θ
ref
＝θ
V
‑
θ
I
【公式5】。
[0029]优选的，所述“实时计算高频电刀输出系统的实际组织阻抗值Z”的具体步骤为，
[0030]通过有效值算法计算出参考阻抗值Z
ref
，
[0031]通过Goertzel算法或者FFT算法计算输出信号基频阻抗值Z1以及2倍频的二次谐波的阻抗值Z2，
[0032]根据所述基频阻抗值Z1以及二次谐波的阻抗值Z2采用公式6加权平均值得到实际组织阻抗值Z，加权系数根据基频阻抗值Z1以及二次谐波的阻抗值Z2采用公式7和公式8计算得到，
[0033]Z＝w
Z1
Z1+w
Z2
Z2【公式6】；
[0034][0035][0036]其中，w
Z1
和w
Z2
为权重系数。
[0037]优选的，所述“通过有效值算法计算出参考阻抗值Z
ref”具体为：
[0038]提供实时采样的输出系统的输出参数；
[0039]根据所述输出参数计算实时电压有效值V
rms
、电流有效值I
rms
；
[0040]根据公式9计算得到参考阻抗值Z
ref
为，
[0041][0042]优选的，可用于计算初始电压电流相位差值θ0和初始组织阻抗值Z0。
[0043]本专利技术揭示了一种高频电刀的发生器，包括控制芯片、功率产生及输出电路、采样电路、接口电路，所述控制芯片内具有控制电路，所述控制电路被配置成使用如上述的实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法。
[0044]本专利技术还揭示了一种高频电刀，包括刀具，以及如上述的发生器。
[0045]优选的，所述刀具为双极刀具或者单极刀具。
[0046]本专利技术的有益效果主要体现在：本专利技术综合考虑基频及二次谐波的阻抗和相位差等参数，通过计算得到更为准确的实际电压电流相位差值和实际组织阻抗值，以此为基础实现组织闭合过程更加精确的控制。
附图说明
[0047]下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明：
[0048]图1：本专利技术优选实施例的高频电刀的系统图；
[0049]图2：本专利技术优选实施例的高频电刀系统结构框图；
[0050]图3：本专利技术优选实施例的组织闭合过程控制流程图；
[0051]图4：本专利技术优选实施例的一种实施方案第一阶段流程图；
[0052]图5：本专利技术优选实施例的一种实施方案第二阶段流程图；
[0053]图6：本专利技术优选实施例的一种实施方案第三阶段流程图；
[0054]图7：本专利技术优选实施例的一种实施方案第四阶段流程图；
[0055]图8：本专利技术优选实施例的一种输出信号示意图；
[0056]图9：本专利技术优选实施例的闭合过程输出功率和电压变化示意图。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时计算高频电刀输出系统控制参数的方法，其特征在于：包括如下步骤，实时采样输出系统的输出参数，实时计算高频电刀输出系统的实际电压电流相位差值θ和实际组织阻抗值Z。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述“实时计算高频电刀输出系统的实际电压电流相位差值θ”的具体步骤为，通过均值计算算法或过零比较算法计算出参考相位差值θ
ref
，通过Goertzel算法或者FFT算法计算输出信号基频相位差值θ1以及2倍频的二次谐波的相位差值θ2，根据所述基频相位差值θ1以及二次谐波的相位差值θ2采用公式1加权平均值得到实际电压电流相位差值θ，加权系数根据基频相位差值θ1以及二次谐波的相位差值θ2采用公式2和公式3计算得到，θ＝w
θ1
θ1+W
θ2
θ
2 【公式1】；【公式1】；其中，w
θ1
和w
θ2
为权重系数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述“通过均值计算算法计算出参考相位差值θ
ref”具体为：提供实时采样的输出系统的输出参数；根据所述输出参数计算实时电压有效值V
rms
、电流有效值I
rms
、以及有效功率值P
rms
；根据公式4计算得到参考相位差值θ
ref
；4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述“通过过零比较算法计算出参考相位差值θ
ref”具体为：提供实时采样的输出系统的输出参数，从中得到采样电压过零点相位差值θ
V
、电流过零点相位差值θ
I
；根据公式5计算得到参考相位差值θ
ref
；θ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚龙洋，王福源，韦大纶，刘振中，骆威，
申请(专利权)人：以诺康医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：